마이크로바이옴과 합성생물학의 만남, 차세대 의료용 미생물 개발

‘당신의 똥이 생명을 살릴 수 있습니다.’ 2012년국 보스턴에 최초로 설립된 대변은행인 ‘오픈바이옴(OpenBiome)’ 홈페이지에 있는 문구이다. 오픈바이옴에서는 대변 기증자들에게 상당한 금액의 비용을 지불하는데, 은행에 대변을 기증하기 위해서는 엄격한 기준을 통과해야 한다. 질병, 알레르기가 있거나 비만 또는 저체중인 경우 대변 기증자에서 제외된다. 대변은행이 대변을 수집하는 이유는 건강한 사람의 대변 속 미생물을 건강하지 않은 사람에게 주입해 특정 질병을 치료 또는 예방하기 위해서이다. 기증자의 대변으로 치료하는 대표적인 질환은 ‘클로스트리디움 디피실 감염증(Clostridium difficile infection) 으로 클로스트리디움 디피실 균에 감염되면 설사를 일으키고 적절한 조치가 이뤄지지 않을 경우 사망에 이를 수도 있다. 치료를 위해 항생제를 투여하게 되면 증상이 더욱 악화되는 반면, 건강한 사람의 대변을 환자의 장내에 주입하면 치료가 된다. 이러한 대변이식술은 마이크로바이옴의 활용 사례 중 한가지로 최근 미생물을 활용한 의료기술이 주목을 받고 있다.

최근 인간의 장내 미생물이 인간의 건강에 영향을 미친다는 연구결과들이 나오면서 마이크로바이옴에 대한 관심과 연구가 증가되고 있다. 마이크로바이옴(Microbiome)이란 미생물(microbe)과 생태계(biome)가 결합된 용어로 우리 몸 속에 살고있는 미생물의 유전정보 전체를 통칭하며 ‘제2의게놈(Genome, 유전정보)’으로 불린다. 마이크로바이옴은 장 관련 질환뿐만 아니라 알레르기 질환, 암, 치매, 파킨슨병, 조현병, 우울증, 자폐 등과의 연관성이 있다는 연구결과들이 잇달아 발표되어 치료 수단으로 부상하고 있으며 특히, 합성생물학의 발전으로 이를 활용한 차세대 의료기술이 개발되고 있다. 세계 각국에서는 몸 속 미생물을 활용하여 질환을 치료하는 연구 및 투자를 활발히 하고 있으며 우리나라 정부도 마이크로바이옴 산업의 중요성을 인지하고 이를 육성하기 위해 노력 중이다. 발전 가능성이 큰 미생물 활용 의료기술 분야를 선도해 나갈 수 있기를 기대하며, 본 호 1부에서는 차세대 의료용 미생물 개발에 대한 내용을 소개한다.

 

비약물적 치료기술, 전자약의 기술개발 동향

기존의 알약 또는 주사제 대신 기기를 통해 질병을 치료 또는 증상을 완화할 수 있는 시대가 왔다. 와이브레인에서 개발한 ‘두팡’이라는 기기를 이마에 붙이고 있으면 두통이 완화되고 뉴로티엑스에서 출시한 ‘오토티엑스(AutoTx)’를 목에 걸고 있으면 불안을 가라앉힐 수 있다. 이 두 개의 제품은 모두 ‘전자약’이라고 불리는 새로운 의료기기이다.

 

전자(Electronic)와 약품(Pharmaceutical)의 합성어인 전자약은 글락소스미스클라인(GSK)이 지난 2013년 처음 사용한 용어로 전기 신호로 신경, 장기, 조직 등을 자극해 질환을 치료하는 전자기기이다. 앞서 언급한 ‘두팡’은 두통 통증과 관련된 혈관들이 연결되어 있는 삼차신경을 전기로 자극함으로써 편두통을 완화시키고, ‘오토티엑스 (AutoTx)’는 뇌와 인체의 모든 장기 사이를 오가며 신경 신호의 전달 역할을 하는 미주신경을 자극해 불안장애를 치료한다. 전자약은 규제상 의료기기로 분류되지만, 임상시험을 통한 질병 치료 효과와 안전성을 인정받아 전자약으로 불린다.

 

전자약은 환자의 증상에 대해 실시간 변화를 감지하고 그에 따라 치료자극을 달리할 수 있기 때문에 개인 맞춤형 치료로 발전이 가능할 뿐만 아니라 증상에 대한 데이터를 원격으로 모니터링하기에 용이하다. 그러나 무엇보다도 여러 가지 화학물을 인위로 배합한 의약품에 비해 부작용이 적은 점이 가장 큰 장점으로 기존 의약품을 대체 또는 보완할 수 있는 차세대 의료 수단으로 각광받고 있다. 미국 등 해외에서는 선제적인 투자를 시작했으며 우리나라 의료계 및 정부도 관심을 갖고 전자약 연구개발에 박차를 가하고 있다. 본 호 2부에서는 전자약의 기술, 산업 및 정책 동향을 다루며 신경정신 질환부터 비만, 류머티스 관절염과 같은 자가면역질환, 치매·암·파키슨병 등의 난치병 치료까지 범위가 확장되고 있는 전자약의 발전을 기대해 본다.